6.2細胞的分化 課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

全球已有47000例臍帶血治療案例，你了解臍帶血嗎？

在世界范圍內(nèi)臍帶血可以治療80多種危及生命的疾病，并有望在腦癱、自閉癥、脊髓損傷、糖尿病等領(lǐng)域發(fā)揮舉足輕重的作用。臍帶血已是全球公認的值得珍惜的醫(yī)療資源。

所說的存臍帶血，實際上是儲存臍帶血中的造血干細胞。第2節(jié)細胞的分化1.這些細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上有什么不同？形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上各不相同，但都由細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核構(gòu)成。上皮細胞骨骼肌細胞軟骨細胞神經(jīng)細胞形態(tài)扁平、立方、柱狀圓柱形，細長橢圓形星形、錐形、梨形、圓形結(jié)構(gòu)排列緊密，間質(zhì)少有橫紋，多核細胞間質(zhì)發(fā)達有軸突、樹突功能保護、吸收等收縮支持感受刺激傳導(dǎo)沖動2.這些細胞都源自早期胚胎中一群彼此相似的細胞，正常情況下，它們還能恢復(fù)成早期胚胎細胞嗎？一種組織的細胞會不會轉(zhuǎn)變成其他組織的細胞？不能，不會一、細胞分化比較構(gòu)成人體組織的細胞分生組織葉肉細胞表皮細胞儲藏細胞細胞分裂光合作用有葉綠體保護功能無葉綠體，細胞壁上形成角質(zhì)儲藏營養(yǎng)物質(zhì)無葉綠體，沒有角質(zhì)層細胞分化總結(jié)：同一植物體的這些細胞都來自一群彼此相似的早期胚細胞。一、細胞分化在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。細胞分裂細胞分化細胞分裂使細胞數(shù)目增多，細胞分化使細胞種類增加。一、細胞分化1.概念?離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。?已經(jīng)分化的細胞一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡，都不能恢復(fù)到原來胚胎細胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。?細胞分化發(fā)生在整個生命進程中，在胚胎時期達到最大限度。?在生物界中普遍存在，是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)。?分化后的細胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變。持久性穩(wěn)定性不可逆性普遍性遺傳物質(zhì)不變性一、細胞分化2.特點實質(zhì)：細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果，即在個體發(fā)育過程中，不同種類的細胞中遺傳信息的表達情況不同。檢測的3種細胞是否含有三種基因卵清蛋白基因表達珠蛋白基因表達胰島素基因表達輸卵管細胞++++--紅細胞+++-+-胰島細胞+++--+一、細胞分化3.實質(zhì)血紅蛋白基因開啟肌動蛋白基因關(guān)閉紅細胞合成血紅蛋白（不合成肌動蛋白）血紅蛋白基因關(guān)閉肌動蛋白基因開啟肌細胞合成肌動蛋白（不合成血紅蛋白）一、細胞分化3.實質(zhì)細胞分化的“變”與“不變”不同種類的細胞中，mRNA和蛋白質(zhì)完全不一樣嗎？ABCDEABCDE基因ABCDEABCDEABCDEABCDE管家基因：是指所有細胞中均要穩(wěn)定表達的一類基因，其產(chǎn)物是對維持細胞基本生命活動所必需的。呼吸酶基因--C01一、細胞分化3.實質(zhì)ATP水解酶基因ABCDEABCDE基因ABCDEABCDEABCDEABCDE奢侈基因：組織特異性基因，是指不同類型細胞中特異性表達的基因，賦予各種類型細胞特異的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與功能。細胞分化是奢侈基因的選擇性表達。血紅蛋白基因--A01一、細胞分化3.實質(zhì)如血紅蛋白基因（紅細胞）、胰島素基因（胰島B細胞）。細胞分化的意義產(chǎn)生形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的細胞，不同類型的細胞構(gòu)成不同的器官和組織。細胞分化的結(jié)果（1）生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象，它是個體發(fā)育的基礎(chǔ)。（2）使多細胞生物體中的細胞趨于專門化，

有利于提高各種生理功能的效率。一、細胞分化4.結(jié)果及意義比較細胞分裂細胞分化不同點細胞變化發(fā)生時間相同點聯(lián)系增加細胞數(shù)目從受精卵開始，有些細胞保持終生分裂能力，有些細胞發(fā)育到一定時期停止分裂增加細胞種類發(fā)生在整個生命進程中遺傳信息都不變先分裂，后分化，細胞分裂是分化的基礎(chǔ)，共同完成生物個體發(fā)育過程比較細胞分裂與細胞分化①細胞分化程度越高，細胞分裂的能力一般就越低。②分化的細胞不一定不再進行分裂，如B淋巴細胞，接受抗原和細胞因子等刺激后仍可再分裂。③同一個體不同類型的分化細胞內(nèi)，遺傳物質(zhì)相同，mRNA和蛋白質(zhì)并非完全不同。名師提醒思考：

既然細胞分化具有穩(wěn)定性、持久性、不可逆性、不變性，如果給予一定條件，高度分化的細胞，還能像早期胚胎細胞那樣，再分化成其它細胞嗎?實驗結(jié)論：高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力材料一1958年，美國科學(xué)家斯圖爾德用胡蘿卜韌皮部細胞成功地培育出了一棵完整的植株。P120韌皮部離體的細胞（外植體）脫分化再分化離體；無菌培養(yǎng)；適宜條件（營養(yǎng)物質(zhì)、激素等）。二、細胞的全能性1958年,美國科學(xué)家斯圖爾德(F.C.Steward)取胡蘿卜韌皮部的一些細胞，放入含有植物激素、無機鹽和糖類等物質(zhì)的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果這些細胞旺盛地分裂和生長,形成一個細胞團塊，繼而分化出根、莖和葉，移栽到花盆后，長成了一株新的植株。資料1高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力，即植物細胞具有全能性。植物組織培養(yǎng)技術(shù)討論1：從資料1中可以得出什么結(jié)論？二、細胞的全能性討論3：如果將胡蘿卜韌皮部細胞換成其他高度分化的植物細胞，在適宜條件下，這些細胞也能形成新的植株嗎？能討論2：為什么分化后的植物細胞能發(fā)育成完整個體？體細胞中都含有該物種全套的遺傳物質(zhì)，都含有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因。討論4：該技術(shù)需要什么條件？離體、無菌、營養(yǎng)和植物激素、營養(yǎng)和植物激素二、細胞的全能性實驗結(jié)論：已分化的動物細胞的細胞核仍具有全能性。資料2科學(xué)家曾用非洲爪檐的蝌蚪做實驗，將它的腸上皮細胞的核移植到去核的卵細胞中，結(jié)果獲得了新的個體。為什么已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性？細胞核含有該動物幾乎全部遺傳物質(zhì)。（少數(shù)遺傳物質(zhì)存在于線粒體DNA中）二、細胞的全能性1、概念：是指細胞經(jīng)____________后，仍具有產(chǎn)生_____________或分化成其他各種細胞的________________。分裂和分化完整有機體潛能或特性沒有分化的細胞，如受精卵、動物和人體的早期胚胎細胞、植物體的分生組織細胞也具有全能性；哺乳動物成熟紅細胞不具有全能性；體現(xiàn)：以產(chǎn)生個體和各種細胞為標志。二、細胞的全能性2.細胞全能性大小的比較：★

細胞分化程度越高，細胞的全能性越低。分裂能力越強，全能性越強。成熟動物和人體內(nèi)還有沒有具有分裂和分化能力的細胞呢？（1）不同生物：植物體細胞

動物體細胞（2）同一生物：受精卵卵細胞體細胞＞＞＞二、細胞的全能性拯救珍稀、瀕危動植物克隆人體器官，用于器官移植快速繁殖花卉、蔬菜等3.應(yīng)用二、細胞的全能性紅豆杉細胞的全能性是指細胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整__________或分化成_________________的潛能和特性。有機體其他各種細胞細胞的全能性細胞內(nèi)含有形成完整個體所需的全套遺傳信息證明：①植物組織培養(yǎng)（植物細胞具有全能性）

②動物克隆（動物細胞核具有全能性）條件：離體、無菌、適宜營養(yǎng)、激素、適宜的溫度和PH

難易程度：受精卵>生殖細胞>體細胞

植物細胞>動物細胞；分化程度低的細胞>分化程度高的概念基礎(chǔ)表達二、細胞的全能性4.小結(jié)在人體內(nèi)，紅細胞的壽命為120天左右，白細胞的壽命更短，只有5-7天。這些血細胞都是失去了分裂能力的細胞。白血病患者的血液中出現(xiàn)了大量的異常白細胞，而正常的血細胞又明顯減少。通過骨髓移植可以有效地治療白血病。為什么健康人的血細胞數(shù)量不會隨著血細胞的死亡而減少？健康人會不斷產(chǎn)生新的血細胞，補充到血液中去。你知道什么是白血病嗎?問題探討目前最先進的治療手段是骨髓移植，為什么骨髓移植可以治療白血病呢?骨髓與血細胞的形成有什么關(guān)系？由于不同人的造血干細胞的HLA（人類白細胞抗原）可能是各不相同的，因此，只有兩個人的HLA配型相同時才能進行造血干細胞移植，否則移植后會發(fā)生排斥反應(yīng)。白細胞紅細胞血小板造血干細胞骨髓中造血干細胞能夠通過增殖和分化不斷產(chǎn)生不同種類的血細胞。問題探討(1)概念動物和人體內(nèi)保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞。(2)分類

并非所有干細胞都要發(fā)生分化。干細胞分裂后一部分細胞發(fā)生分化，成為具有特定功能的組織細胞；還有一部分保持分裂能力，用于干細胞本身的自我更新。三、干細胞按來源分（發(fā)育時期）成體干細胞按分化潛能分

全能干細胞（

）多能干細胞（

）

（如神經(jīng)干細胞）胚胎干細胞如胚胎干細胞如造血干細胞專能干細胞治療血液系統(tǒng)疾病體外培養(yǎng)組